(57)【要約】【課題】温度制御効率が高く、製造および取付けが容易で、小型化の可能な温度制御装置を構成する薄型流路形成体を提供する。長期にわたる使用においても劣化を招くことなく長寿命の温度制御装置を提供する。【解決手段】第１および第２のシートと、前記第１および第２のシートの間に形成された隔壁とを具備し、前記第１および第２のシートの一部を内壁として含むように流路を形成してなり、前記第１および第２のシートの少なくとも一方が、金属層と樹脂層との積層構造体を含む。【選択図】図１
2005061690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２のシートと、前記第１および第２のシートの間に形成された隔壁とを具備し、前記第１および第２のシートの一部を内壁として含むように流路を形成してなる薄型流路形成体において、
前記第１および第２のシートの少なくとも一方が、金属層と樹脂層との積層構造体を含むことを特徴とする薄型流路形成体。
【請求項２】
前記流路内壁に前記金属層が露呈しないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄型流路形成体。
【請求項３】
前記第1および第2のシートの少なくとも一方は、前記流路内壁に前記金属層が露呈するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄型流路形成体。
【請求項４】
前記隔壁は、前記第1および第2のシートの間に挟持せしめられたスペーサであり、前記流路は、前記第１または第２のシートと前記スペーサとによって形成される空間であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の薄型流路形成体。
【請求項５】
前記隔壁は、可撓性を有する第１および第２のシートの重ねあわせにより、部分的に接合せしめられて形成された接合部によって形成され、
前記流路は、前記第１および第２のシートとの非接合部と、前記接合部とによって包囲されていることを特徴とする請求項１乃至4のいずれかに記載の薄型流路形成体。
【請求項６】
前記第１および第２のシートの少なくとも一方は、前記流路部で凹凸を形成していることを特徴とする請求項５に記載の薄型流路形成体。
【請求項７】
前記第１および第２のシートの少なくとも一方は、保護層と、金属層と、シール層との3層構造体で構成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の薄型流路形成体。
【請求項８】
前記保護層は、PP樹脂、PE樹脂、ポリアミド樹脂、PET樹脂、ABS樹脂、メチルペンテン、ポリエステルエラストマ、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項７に記載の薄型流路形成体。
【請求項９】
前記金属層は、アルミニウムを主成分とする層で構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の薄型流路形成体。
【請求項１０】
前記シール層は、PP樹脂、PE樹脂、ポリアミド樹脂、ABS樹脂、メチルペンテン、ポリエステルエラストマ、ポリウレタン樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項７に記載の薄型流路形成体。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の薄型流路形成体に形成された前記流路に熱交換媒体を流すように構成され、
前記第１および第のシートの少なくとも一方と、前記熱交換媒体との間で、熱交換をするように構成されたことを特徴とする温度制御装置。
【請求項１２】
前記第１のシートは前記第２のシートよりも熱伝導性が高くなるように形成され、前記第1のシートが、前記熱交換媒体との間で熱の授受を行う熱交換部を構成していることを特徴とする請求項１１に記載の温度制御装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の温度制御装置を用いた電子機器。
【請求項１４】
前記電子機器は、本体部または蓋体に発熱部を備えた情報機器であって、
前記温度制御装置は、前記本体部または前記蓋体の外面側に装着され、前記発熱部からの熱を熱媒体を介して前記本体部又は前記蓋体の外面に放熱するように構成されており、
前記第１のシートは前記蓋体の外面側に位置するように配されていることを特徴とする請求項１３に記載の温度制御装置を用いた電子機器。
【請求項１５】
金属層と樹脂層との積層構造体で構成された可撓性を有する第１および第２のシートの少なくとも一方に、シール層を形成する工程と、
前記第１および第２のシートを前記シール層が内側に位置するように重ねあわせる工程と、
前記第１および第２のシートとその接合部とによって形成される空間が、流路を構成しうるように、前記シール層を選択的に加熱溶融せしめることによって前記第１および第２のシートを接合し、隔壁となる接合部を形成する工程とを備えたことを特徴とする薄型流路形成対体の製造方法。
【請求項１６】
金属層と樹脂層との積層構造体で構成された可撓性を有する第１および第２のシートの少なくとも一方に、シール層パターンを形成する工程と、
前記第１および第２のシートを前記シール層パターンが内側に位置するように重ねあわせる工程と、
前記第１および第２のシートとその接合部とによって形成される空間が、流路を構成しうるように、前記シール層パターンを加熱溶融せしめることによって前記第１および第２のシートを接合し、シール層パターンに対応して隔壁を形成する工程とを備えたことを特徴とする薄型流路形成対体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型流路形成体、それを用いた温度制御装置、それを用いた情報機器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、集積化、軽量化が進められており、発生する熱を抑制することが大きな課題となっている。温度制御機構に対しても小型化、および軽量化への要求が高まってきている。
【０００３】
また、電池においても小型化、集積化、軽量化への要求は高まる一方である。
【０００４】
たとえば、小型ビデオカメラ、携帯電話、ノートパソコン等の携帯用電子・通信機器等におけるＣＰＵや液晶パネルの冷却や加熱などの温度制御装置は、小型軽量であるとともに、装着の容易性、装着スペースの自由度なども大きな課題となっている。
【０００５】
また、車載用電池においても車体の限られた空間にできるだけ多くの軽量の電解液を搭載する必要がある。しかも電解反応が急速発生することによる温度の急上昇を防ぐための安全装置として温度制御機構を必要とする場合も多い。また、燃料電池などの原料供給部においても、温度制御を行うのがのぞましい。
【０００６】
そこで、例えばノートパソコンの放熱部に水冷機構を用いた構造が提案されている（非特許文献１参照）。マイクロプロセッサやグラフィックス描画ＬＳＩなどにアルミニウム合金製の水冷ジャケットを密着させて熱を受けるようにし、水冷ジャケット内の冷却液をパイプやフレキシブルチューブによってディスプレイ背面の放熱パネル部に搬送することにより、この熱を移動するようにしている。この構造は、パイプやフレキシブルチューブによって熱を搬送する構造であるため、自由度も高く、加工も容易であると考えられている。
【非特許文献１】日経エレクトロニクス、2002年7月15日号、134ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この水冷機構はＯリングで封止して流体を流す構造であるため、そのシール構造が複雑であり、シール部材などを構成するゴムの形状加工なども高精度である必要があり、コストの低減を阻む問題があった。またパイプを複雑に配線する構造ではシールの問題はないが、形状が複雑であるため、加工コストが高いという問題があった。
また、電子デバイスの小型化、軽量化、薄型化に加え、高性能化への要求は高まる一方であり、さらなる効率の向上、小型化、薄型化が望まれていた。
【０００８】
さらにまた、熱交換媒体として熱効率面のみから考えるとエチレングリコール、プロピレングリコールなどを使用するのが望ましいが、金属面が露呈していると流路に劣化が生じることがあった。
【０００９】
さらにまた使用時の急激な温度変化、圧力上昇などにより流体が凍結し膨張したりして、流路にストレスがかかり、クラックが生じるなど破損のおそれがあった。
【００１０】
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、強度が高く、温度制御効率が高く、製造および取付けが容易で、小型化の可能な温度制御装置を構成する薄型流路形成体を提供することを目的とする。
【００１１】
また、長期にわたる使用においても劣化を招くことなく長寿命の温度制御装置を提供することを目的とする。
さらにまた、放熱性が良好で信頼性の高い電子機器を提供することを目的とする。
製造が容易で信頼性の高い薄型流路形成体を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで本発明の薄型流路形成体は、第１および第２のシートと、前記第１および第２のシートの間に形成された隔壁とを具備し、前記第１および第２のシートの一部を内壁として含むように流路を形成してなり、前記第１および第２のシートの少なくとも一方が、金属層と樹脂層との積層構造体を含むことを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、少なくとも一方が金属層と樹脂層との積層構造である第１及び第２のシートを重ね合わせ、部分的に接合するのみで流路が形成されるため、高強度で、構成部品が少なく極めて簡単な構成で、小型軽量でかつ高効率の薄型流路形成体を提供することが可能となる。また、流路はシートの面に沿って形成されるため、流路内で効率よく流体が循環される。また、シートを２層構造とすることによって強度の増大をはかることができるが、さらに、流路設計、シール材料、シール条件によっては、ストレスを抑えて強度を上げ、封止性も高い長寿命の流路を形成することができる。さらにまた、シートの重ね合わせによってのみ形成されるため、組み立て時の位置ずれもなく、容易に組み立てを行うことが可能となる。
【００１４】
なお、前記流路内壁に前記金属層が露呈しないように構成することにより、流体による流路構成体の腐食などが回避可能である。また加工前の保管時に空気に触れないようにする事が可能であり、これにより金属層の変質を防止することができる。
【００１５】
また、前記第1および第2のシートの少なくとも一方は、前記流路内壁に前記金属層が露呈するように構成することにより、熱伝導性が向上し、温度制御装置に使用する際には、熱交換効率が向上する
また、前記隔壁は、前記第1および第2のシートの間に挟持せしめられたスペーサであり、前記流路は、前記第１または第２のシートと前記スペーサとによって形成される空間であることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、隔壁（スペーサ）構成材料を形状支持性の良好な材料で構成し、第1および第2のシートはより可撓性の高い材料で構成するなど、設計上の自由度が向上し、軽量で信頼性の高い薄型流路形成体を形成することができる。
【００１７】
また前記隔壁は、可撓性を有する第１および第２のシートの重ねあわせにより、部分的に接合せしめられて形成された接合部によって形成され、前記流路は、前記第１および第２のシートとの非接合部と、前記接合部とによって包囲されていることを特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、構造が簡単で軽量でありかつ製造の容易な薄型流路形成体を形成することが可能となる。
【００１９】
望ましくは、第１または第２のシートは、前記流路部で凹凸を形成していることを特徴とする。この凹凸は流路に依存することなく形成されており、流路ピッチよりも微小であるのが望ましい。
【００２０】
かかる構成によれば、流路部を流れる流体との接触面積が増大する。従って、熱交換効率の高い温度制御装置を形成することの可能な薄型流路形成体を提供することができる。
【００２１】
また望ましくは前記第１および第２のシートは全面に凹凸を有していれば、流路部を囲む接合部も熱交換効率が高められ、より熱交換効率の高い薄型流路形成体を形成することが可能となる。
【００２２】
また望ましくは、前記第１および第２のシートは前記流路部に沿って形成された凹凸を有するように形成すれば、流路部を流れる流体をよどみなく円滑に流すことができ、圧力変動を抑制し、長寿命で信頼性の高い薄型流路形成体を形成することが可能となる。
【００２３】
望ましくは、第１および第2のシートの少なくとも一方のシートを、保護層と、金属層と、シール層との3層構造体で構成するようにすれば、金属層および保護層の存在により、さらに封止性（気密性）が高いものとなる。
【００２４】
また、第２のシートは、保護層と、金属層との２層構造体で構成すれば、金属層および保護層の存在により、封止性が高く、かつシール層なしに流体と接するため熱交換効率のよいものとなる。ここでシール層とは接着剤層として或いは気密シールのための層として用いられる樹脂層をいうものとする。シール層は接合部を構成してシート間の接着性を高めるように作用する。
【００２５】
また第１および第２のシートの両方にシール層を備えていてもよい。
また、接合部にのみシール層のパターンを形成しても良い。
【００２６】
また、前記保護層としては、PP樹脂、PE樹脂、ポリアミド樹脂、PET樹脂、ABS樹脂、メチルペンテン、ポリエステルエラストマ、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂のいずれかを用いることができる。
【００２７】
また、金属層としては、アルミニウムを主成分とする材料用いるのが望ましく、これにより、軽量化をはかることができる。またアルミニウムは展性も高く、均一な薄肉化が可能で封止性の高い薄型流路形成体を形成することが可能となる。例えば鉄含有アルミニウムが好ましい。
【００２８】
また望ましくは、凹凸のピッチを流路部の幅よりも小さく形成すれば、流路内での流体との接触面積が増大し、温度制御装置として用いる場合には、より熱交換効率を高めることができる。
【００２９】
望ましくは、前記シール層は、ポリプロピレン（PP）樹脂、ポリエチレン（PE）樹脂、ポリアミド樹脂（例えばナイロン（登録商標））、ABS樹脂、メチルペンテン、ポリエステルエラストマ、ポリウレタン樹脂のいずれかであることを特徴とする。
【００３０】
シール層として、ポリプロピレン樹脂を用いた場合、接合加工性が良好であり、得られる薄型流路形成体は耐熱性に優れている。
【００３１】
シール層として、ポリエチレン樹脂を用いた場合、得られる薄型流路形成体はやや耐熱性におとるが、低温で接着し接合加工性が良好である。
【００３２】
シール層として、ナイロン（登録商標）を用いた場合、接合温度は高いが、得られる薄型流路形成体はやや耐熱性に優れる。
【００３３】
シール層として、ポリメチルペンテンを用いた場合、融点は高いが、得られる薄型流路形成体は耐熱水性、耐スチーム性に優れる。
【００３４】
シール層として、ポリエステルエラストマを用いた場合、屈曲疲労に優れフィルムの耐変形性を向上することができる。また使用温度範囲が−７０℃から１４０℃と広い。
【００３５】
また第１および第２のシートの保護層として使用可能な材料、スペーサとして使用可能な材料を前記シール層の使用材料とともに次表１に示す。
【００３６】
【表１】
2005061690.tif 000003
【００３７】
【表２】
2005061690.tif 000004
また、本発明の温度制御装置は、上記薄型流路形成体に形成された前記流路に熱交換媒体を流すように構成され、前記第１および第2のシートの少なくとも一方と、前記熱交換媒体との間で、熱交換をするように構成されたことを特徴とする。
【００３８】
かかる構成によれば、軽量で熱交換効率の高い温度制御装置を提供することができる。
【００３９】
望ましくは、前記第１のシートは前記第2のシートよりも熱伝導性が高くなるように形成され、前記第1のシートが、前記熱交換媒体との間で熱の授受を行う熱交換部を構成していることを特徴とする。
【００４０】
かかる構成によれば、熱交換効率の向上をはかることができる。
【００４１】
また、上記温度制御装置を用いて、電子機器を形成するのが望ましい。
【００４２】
また、前記電子機器は、本体部または蓋体に発熱部を備えた情報機器であって、前記温度制御装置は、前記本体部または前記蓋体の外面側に装着され、前記発熱部からの熱を熱媒体を介して前記本体部又は前記蓋体の外面に放熱するように構成されており、前記第１のシートは前記蓋体の外面側に位置するように配されていることを特徴とする。
【００４３】
かかる構成によれば、外面側に選択的に放熱することができるため、熱交換効率が向上する。
【００４４】
また本発明の薄型流路形成体の製造方法は、金属層と樹脂層との積層構造体で構成された可撓性を有する第１および第２のシートの少なくとも一方に、シール層を形成する工程と、前記第１および第２のシートを前記シール層が内側に位置するように重ねあわせる工程と、前記第１および第２のシートとその接合部とによって形成される空間が、流路を構成しうるように、前記シール層を選択的に加熱溶融せしめることによって前記第１および第２のシートを接合し、隔壁となる接合部を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
【００４５】
かかる構成によれば、容易に制御性よく軽量で取付けに優れた薄型流路形成体を形成することができる。
【００４６】
また本発明の薄型流路形成体の製造方法は、金属層と樹脂層との積層構造体で構成された可撓性を有する第１および第２のシートの少なくとも一方に、シール層パターンを形成する工程と、前記第１および第２のシートを前記シール層パターンが内側に位置するように重ねあわせる工程と、前記第１および第２のシートとその接合部とによって形成される空間が、流路を構成しうるように、前記シール層パターンを加熱溶融せしめることによって前記第１および第２のシートを接合し、シール層パターンに対応して隔壁を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
【００４７】
かかる方法によれば、シール層のパターンを打ち抜きなどにより形成しておき、これをシートに貼り付け接合するようにすればよく、流路内壁全体に金属層が露呈し、熱交換特性に優れた薄型流路形成体を形成することができる。また、このシール層のパターンは、樹脂層を構成する樹脂シートに、金属層を構成する金属箔を貼着したのち、塗布法により形成しても良い。
【００４８】
またこのシール層は、熱可塑性樹脂で構成されているのが望ましい。かかる構成によれば、加圧しつつ加熱すれば接合部において確実に空間が残留しないように固着され、信頼性の高い薄型流路形成体を形成することが可能となる。
更にまたこのシール層は、熱硬化性樹脂で構成されているのが望ましい。かかる構成によれば、加圧しつつ加熱すれば確実に固着され、信頼性の高い薄型流路形成体を形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、極めて軽量かつ薄型で低コストの温度制御装置を構成することのできる薄型流路形成体を形成することが可能となる。
【００５０】
また、製造に際しても、２枚のシートを重ね合わせて、流路に相当する溝部を有する型体に挟み、加圧して固着すればよく、製造が容易で信頼性の高い薄型流路形成体を形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
次に本発明の実施の形態について説明する。
（第1の実施の形態）
以下、本発明の第1の実施の形態の薄型流路形成体およびその製造方法について説明する。
【００５２】
この薄型流路形成体１は、流路にエチレングリコールを流して、ラップトップ型パーソナルコンピュータのＣＰＵの熱を放熱するための冷却装置として用いられるもので図１に斜視図、図2にこれを形成するための金型の斜視図、図３に製造工程の一部を示すように、長さＬ＝３００ｍｍ、幅Ｗ＝３０ｍｍ、厚さｔ＝６５μｍの鉄含有アルミニウムラミネートシートの内側に厚さ２０μｍのポリエチレン樹脂からなるシール層２ａ、３ａを形成してなる平板状シートからなる第1および第２のシート２、３を重ね合わせて金型（型体）に挟み込み、金型の溝部を除く領域で金型がシートに当接せしめられ、第１および第２のシートのシール層２ａ、３ａが部分的に熱圧着せしめられて接合せしめられて形成される。
【００５３】
この第1のシート2は、厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる保護層２Ｐと厚さ４０μｍの鉄含有アルミニウム２ｍとを積層するとともに、ポリエチレンからなるシール層２ａを全面に形成してなるものである。
【００５４】
一方、この第２のシート３は、厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる保護層３Ｐと厚さ１００μｍの鉄含有アルミニウム３ｍとを積層するとともに、ポリエチレンからなるシール層３ａを全面に形成してなるものである。
【００５５】
このようにして形成される薄型流路形成体は、流路部４を形成するように外方に突出する凸部を除いて第1および第2のシート２、３は接合せしめられ、接合部７を形成する。そしてこの接合部７を隔壁として第1のシート２の凸部と第2のシート３の凸部との間に形成される空間が流路部４を構成し、流路部の一端に流路に対して垂直となるように、流体供給口５、他端に流体排出口６を具備してなり、流路部４の内壁は全てシール層２ａ、３ａで覆われている。
【００５６】
そしてこの流体供給口５および流体排出口６を介して、流路部４に流体としてエチレングリコールを循環させることにより、シート表面と流体（図示せず）との間で熱交換を行うようになっている。
【００５７】
なお、鉄含有アルミニウムの膜厚がより大きいことから、第２のシートは第１のシートよりも放熱性が良好である。
【００５８】
なお、シール層の膜厚は、特に限定されないが、１０〜１００μｍとすると都合がよい。１０μｍに満たないと保護の役割が弱く、１００μｍを越えると放熱効果が低下する。さらに望ましくは１５〜５０μｍとすると都合がよい。
【００５９】
また、保護層の膜厚は、１０〜１００μｍとするのが望ましい。１０μｍに満たないと保護の役割が弱く、１００μｍを越えると放熱効果が低下する。さらに望ましくは１５〜５０μｍとするのが望ましい。
【００６０】
また鉄含有アルミニウムなどの金属層の膜厚は、２０〜１００μｍとするのが望ましい。２０μｍに満たないと保護膜としての効果が弱く、１００μｍを越えると可撓性が低下する。さらに望ましくは３５〜８０μｍとすると都合がよい。ただし可撓性を必要としない場合は、前記金属層の厚みが１００〜２００μｍのものを用いてもよい。なお、ここで使用形態によっては保護層はなくてもよい。
【００６１】
まず、ここで用いられる金型について説明する。
この金型は図２に示すように、プレス成型により、流路部に対応して溝部１０１Ｃを形成した肉厚４〜５ｍｍのシリコンゴムからなるプレス板１０１Ｓを肉厚２〜３ｍｍのアルミニウム板１０１Ｐに貼着してなる下型１０１と、同様にプレス成型により、流路部に対応して溝部１０２Ｃを形成した肉厚４〜５ｍｍのシリコンゴムからなるプレス板１０２Ｓを肉厚２〜３ｍｍのアルミニウム板１０２Ｐに貼着してなる上型１０２とで構成されるとともに、加熱手段（図示せず）を具備し、上型１０２と下型１０１との間にシートを挟み込み、上型１０２と下型１０１との当接領域でシートを熱圧着することにより接合部７を形成するものである。そしてこれらのシートと、接合部７とで囲まれた空間を流路部とし、内部に流体を循環させることにより、シート表面と流体との間で熱交換を行うことができる。
【００６２】
次に、この金型装置を用いた薄型流路形成体の製造方法について説明する。
組み立てに際しては、まず、これら第１および第２のシート２、３を、シール層２ａ、３ａが内側にくるようにして重ねる。
【００６３】
この重ねあわされた第１および第２のシート２、３を、図３に示すように、金型装置の上型１０２と下型１０１との間に挟み込み、加圧しつつ２００℃１０分程度加熱することにより、上型および下型の凹部１０２Ｃ、１０１Ｃに相当する領域以外の領域は接合されて接合部７を形成する。ここで流路部４の開口端の一方を供給口５とし、他方を排出口６とする。
【００６４】
そして最後に流路の両端である、流体供給口５、流体排出口６に、流路とは平行、もしくは同一面にパイプ（図示せず）を連結し、図１に示した薄型流路形成体が完成する。
このようにして、図１に示した薄型流路形成体が形成される。
【００６５】
この薄型流路形成体１は、１回の加熱プレス工程で形成され、位置あわせも不要である。また、フレキシブルな構造を有しており、流体供給口５から冷却用流体としてエチレングリコールを流し、他端の流体排出口６から排出するように取付けられる。
【００６６】
この薄型流路形成体は、フレキシブルな構造を有しており、流体供給口５からエチレングリコールを流し、他端の流体排出口６から排出するように取付けられる。そして、図１１に示すような、ラップトップ型パーソナルコンピュータの蓋体を構成するディスプレイパネル１００２の裏面に装着され、本体部１０００に取付けられているＣＰＵからの熱を放熱するのに用いられる。
【００６７】
ここでディスプレイパネル１００２は、内面に液晶表示部を形成しているおり、薄型流路形成体の内面側が、放熱しにくい第１のシート側、外面側は、より放熱性の良い第２のシート側となるように配置されている。これにより、液晶表示部の温度上昇を招くことなく良好に放熱性を高めることが可能となる。また、流路内壁はすべてシール層で被覆されており、エチレングリコールにより金属層が腐食したりすることもなく、長寿命の温度制御装置を構成することが可能となる。
【００６８】
かかる構成によれば、2枚のシートを金型で挟み込み金型の当接部で熱圧着するのみで、高精度の位置合わせは不要であり、１回の成形で極めて容易に形成でき、構造が簡単でかつ軽量である。
【００６９】
また、フレキシブルパッケージを構成しているため、形状がフレキシブルでありどこにでも装着しやすいという特徴を有する。
【００７０】
また、第１および第２のシート２、３のみで流路部４が形成されるため、構成部品が少なく流路内で効率よく流体が循環され、小型軽量でかつ高効率の薄型流路形成体を提供することが可能となる。
【００７１】
また、この流体供給口および流体排出口は、前記流路の形成された面に対して垂直になるようにパイプに接続されており、流体供給口および流体排出口と流路との接続部分と、流路とを別の面で構成することが可能で、流体もれの少ない薄型流路形成体を提供することが可能となる。
【００７２】
なお、接合部を形成したのち、この流路部４の開口端の一方である供給口５から、１８０℃程度に加熱された不活性ガスを供給し、排出口６から排出することにより流路部４内にガスを流し、流路部４にあるシート２、３を引き伸ばし、第１および第２のシート２、３の肉厚がそれぞれ３０μｍ、４０μｍ程度となるようにしてもよい。
【００７３】
これにより、重量を増大することなく、流路部４の断面積を拡大することができ、熱交換効率を高めることが可能となる。
【００７４】
また、接合部の形成に先立ち、図３に示した下型１０１上にシートをセットした状態で楕円球状のシリコーンゴムを用いて流路部に沿って加圧するようにしてもよい。これにより流路部のみフィルムが延伸されて部分的にフィルム厚が薄くなり伝熱効率が向上する。また流路となる部分の断面積が大きくなり、熱圧着時に上下のフィルムが密着しにくくなるという効果もある。
【００７５】
また、流路部４の内壁は全てシール層２ａ、３ａで覆われているため、流体による腐食が回避可能であり、長寿命の薄型流路形成体を提供することが可能となる。
【００７６】
また、前記第１の実施の形態では、この外装容器は、２枚の可撓性のシートを用い、周縁部および管壁となる領域を熱圧着によりシールして接合部７を形成し、残る領域を流路部４として用いているが、半分の領域にシール層を形成したシートを袋状に折り、シールするようにしてもよい。
【００７７】
なお、このとき特に周囲のシール層は強固となるようにするのが望ましい。例えば周囲のシール層を別の樹脂を用いて形成してもよい。また、周囲のみ別の枠体を取り付け、封止性を高めるようにしてもよい。通常の温度制御装置に用いる場合には、流路間でのシールがわずかにもれても特に他の部品装置への影響はないが、外部への漏れは避けなければならない。一方、流路部ではシートはできるだけ展性に富む構造にするのが望ましいため、シール層は薄い方が望ましいためである。
【００７８】
また、前記実施の形態では、第１および第２のシートは、金属フィルムに保護層とシール層とを配し加熱加圧して一体化して用いる。ここではアルミニウムシートにＰＥＴの保護層を形成してなるものを用いたが、保護層はなくてもよい。また、シール層としてポリエチレンを用いたがこの他ポリプロピレン、ＥＶＡなどの熱可塑性樹脂を用いても良い。またエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いても良い。
【００７９】
また保護層としてはＰＥＴのほかナイロン（登録商標）など他の保護膜を用いても良い。
また、この流体供給口および流体排出口は、前記流路の形成された面に対して平行な面内に設けるようにすれば、自然な流れが形成される。特に使用される流体が粘性の高いものである場合には特に有効である。
【００８０】
さらにまた、保護層により封止性を確実にすることができれば、金属層は、部分的に欠除部を有し、パターンをなすように構成してもよい。
さらに前記実施の形態では鉄含有アルミニウムを用いているため軽量でかつ展性に富み、加工性が良好であるという特徴を有するが、この他銅などを用いることも可能である。
【００８１】
また、2枚のシートは同一構造で鉄含有アルミニウム層の膜厚のみを変えて構成したが、異なる構造であってもよい。例えば第2のシートを第1のシートよりも剛性が高くなるように構成すれば、剛性が高い方の平板で所望の形状を確保するとともに、他方で、応力を吸収することができ、形状の自由度を保持しつつ、強度的にも高い状態を維持することができる。
【００８２】
更にまた、前記実施の形態では、第2のシートの表面全体にシール層３ａを形成したが、所定のパターンをなすようにシール層を形成しておくようにすれば、シール層から露呈する流路内で展性の高い鉄含有アルミニウムが自由状態となりやすく、流路を拡径しやすいという利点がある。
【００８３】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。
また、前記実施の形態では、流路部を囲む第１および第２のシートは平滑面となるようにしたが、この例では図４に示すように、流路部４に微細な凹凸が形成されており、熱交換効率が高められていることを特徴とする。
【００８４】
他部については、前記第１の実施の形態と同様であり、同一部位には同一符号を付した。
【００８５】
また、本実施の形態においても、第１および第２のシートが樹脂層と金属層との積層構造で形成されている。
【００８６】
製造に際しては、図５に金型装置を示すように、金型装置の上型および下型の溝部１０２C、１０１Cに凹凸を形成したものを用いた点が前記第１の実施の形態と異なる。他は同様に形成される。
【００８７】
なおシートの熱抵抗Ｒthは、Ｒth＝ｌ／（Ａ・λ）
ただし、ｌはシート厚（ｍ）、Ａは表面積（ｍ2）、λは材料の熱伝導率（ｗ／（ｍ・Ｋ））で表される。
【００８８】
また、複数の材料で積層した場合のシートの熱抵抗Ｒは、
【００８９】
【数１】
2005061690.tif 000005
で表される。
【００９０】
保護層２５μｍ、金属層５０μｍ、シール層５０μｍのシートにつき、微小な凹凸を設けることで表面積を単位面積あたり１０％上げ、シール層を５μｍ薄くすれば、熱抵抗は１５％程度低減することができる。
【００９１】
このように、かかる構成によれば、熱交換効率が大幅に向上する。
また、第１および第２のシートが３層構造で形成されているため、凹凸の形成による強度の低下を積層によって補っており、強度の低下なしに熱交換効率の向上をはかることができる。
【００９２】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。
前記第２の実施の形態では、流路部４にのみ微細な凹凸を形成したが、この例では、図６に示すように、シート全面に微細な凹凸を形成したシート１２、１３を用い、接合部７表面の表面積も増大することにより、さらなる熱交換効率を増大するものである。
【００９３】
この例では、金型装置は前記第１の実施の形態で用いたのと同様のものを用い、可撓性のシートとしてエンボス加工により凹凸を形成した図８に示すようなエンボスシート１２、１３を用いて形成される。
ここでも、第１および第２のシートが樹脂層と金属層との積層構造で形成されているため、エンボス加工による強度の低下を積層によって補っている。
【００９４】
すなわち、図７に示すように、前記第１の実施の形態で用いたのと同様の金型装置を用い、エンボスシート１２、１３を重ねて供給することによって形成される。
【００９５】
なおここでは、図１０（ａ）乃至（ｃ）に示すように、第１および第２のシートとして用いたのと同様に形成された平板状の第１および第２のシート２、３をロールＲ１、Ｒ２に挟んでロール加工し、表面に凹凸を形成する。ここでも第1および第2のシート２、３は前記第1の実施の形態で用いたシートと同様に形成されているが第１のシートは内面にシール層を形成せず、鉄含有アルミニウム層２ｍと保護層２ｐとの２層構造で構成されているものとする。
【００９６】
かかる構成によれば、薄型流路形成体全面に凹凸が形成されているため熱交換効率が大幅に向上する。
このようにして極めて容易に2枚のシートから薄型流路形成体を形成することが可能となる。
【００９７】
なおこの表面の凹凸は図９（ａ）乃至（ｃ）に示すように、適宜変更可能である。
【００９８】
また、図９（ａ）および（ｂ）に示すように四角錘状の突起を形成したり円錐台状の突起を形成したりして、流路内および流路外の表面積を増大することができる。さらに、半球状の突起を形成したもの、あるいは、図９（ｃ）に示すように流路に対して平行に凹凸を形成したものも有効である。
【００９９】
なお、流路全長にわたって流路に対して平行に凹凸を形成すれば、上記表面積増大効果に加え、流体を円滑に流すことができ、つまりを防止し長寿命で信頼性の高い薄型流路形成体が形成される。
【０１００】
また、前記実施の形態では、ひとつづつ形成する方法について説明したが、大きなシートを重ね、大きな金型装置を用いて一度に多数の薄型流路形成体を形成し、最後に切断して分割するようにしてもよい。
さらにまた、大きなシートを重ね、金型装置内を順次送りながら、連続的に接合部を形成していき、最後に切断して分割するようにしてもよい。
【０１０１】
この例では、第２のシート側は金属層である鉄含有アルミニウム層が流路に露呈しており、流体が接触するため、より熱伝導性が向上する。
必要に応じて保護層がない場合にも適用可能である。
【０１０２】
加えて、前記実施の形態では、薄型流路形成体を冷却装置などの温度制御装置に適用する例について説明したが、電池、あるいは点滴用貯液タンク、輸血用血液タンクなど、種々の用途に適用可能である。粘性をもつ流体に使用する場合には、流路の凹凸を調整し、流体が円滑に流れるように流路に並行な凹凸を形成してもよい。
【０１０３】
また中間層として、フィルタを挟みこみ3枚のシートを圧着して接合部を形成し、2層の流路を形成し、上層と下層での流体の移動が可能となるようにしてもよい。
【０１０４】
加えて、中間層をセパレータとして使用し、第1および第2のシートを導電性シートとし、第1および第2のシートの絶縁性を維持しつつ、接合部を形成し、流路を形成して薄型流路形成体を形成すれば、第1および第2のシートを外装容器と陽極および陰極として使用し、薄型かつ軽量の電池として用いることも可能である。
【０１０５】
（第４の実施の形態）
以下、本発明の第４の実施の形態の薄型流路形成体について説明する。
この薄型流路形成体１は、あらかじめエンボス加工により凹部を形成した第1のシート２と、シール層２ａのパターンを貼着した第２のシート３とを貼り合わせて流路部４を形成したことを特徴とするものである。すなわち図１２に斜視図、図１３に構成部材の斜視図を示すように、長さＬ＝３００ｍｍ、幅Ｗ＝３０ｍｍ、厚さｔ＝０．０５〜２．０ｍｍのエンボス加工により凹部４Ｖを形成してなるアルミニウム製ラミネートシートからなる第1のシート２と、同一素材からなり内側にシール層３ａを形成してなる平板状の第2のシート３とを重ね合わせて形成したもので、この凹部４Ｖを除いて第1および第2のシート２、３は接合せしめられ、接合部７を形成し、これを隔壁として第1のシート２の凹部４Ｖと第2のシート３との間に形成される空間が流路部４を構成し、流路の一端に流路に対して平行となるように、流体供給口５、他端に流体排出口６を具備してなることを特徴とする。
【０１０６】
そしてシール層は流路の隔壁となる接合部にのみ設けられているため、流路全体に金属層が露呈しており、熱伝導特性が良好である。
この第1のシート2は、厚さ２０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる保護層２Ｐと厚さ７０μｍのアルミニウム２ｍとを積層してなるものである。
【０１０７】
一方、この第２のシート３は、厚さ２０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる保護層３Ｐと厚さ１００μｍのアルミニウム３ｍとを積層するとともに、ポリエチレン（ＰＥ）からなるシール層３ａを全面に形成してなるものである。
なお保護層の膜厚は、１０〜１００μｍとするのが望ましい。１０μｍに満たないと保護の役割が弱く、１００μｍを越えると放熱効果が低下する。
【０１０８】
組み立てに際しては、これら２枚のシートを、シール層３ａが内側にくるようにして重ね、加圧しつつ加熱することにより、エンボス加工で形成された凹部４Ｖのパターンの存在する領域を除いて、接着する。これにより接合部7を除いて両シートの間で空間となり、流路部４を形成する。
【０１０９】
そして最後に流路の一端に流路とは平行方向に、流体供給口５、他端に流体排出口６にパイプ（図示せず）を連結し、図１に示した薄型流路形成体が完成する。
【０１１０】
この薄型流路形成体１は、全体としてフレキシブルな構造を有しており、流体供給口５から冷却水を流し、他端の流体排出口６から排出するように取付けられる。そして、図１１に示したような、ノートパソコンのディスプレイパネル１００２の裏面に装着され、本体部１０００に取付けられているＣＰＵからの熱を放熱するのに用いられる。
【０１１１】
かかる構成によれば、2枚のシートで形成でき、構造が簡単でかつ軽量である。またフレキシブルパッケージを構成しているため、どこにでも装着しやすくかつ軽量であるという特徴を有する。また、第１および第２のシート２、３のみで流路部４が形成されるため、構成部品が少なく流路内で効率よく流体が循環され、小型軽量でかつ高効率薄型流路形成体を提供することが可能となる。
【０１１２】
また、この流体供給口および流体排出口は、前記流路の形成された面に対して平行な面内に設けているため、自然な流れが形成される。
【０１１３】
なお、前記第１の実施の形態では、この外装容器は、エンボス加工のなされたシートと他の可撓性のシートを用い、周縁部および管壁となる領域をシールせしめられ、残る領域を流路部４として用いているが、半分をエンボス加工した１枚のシートを袋状に折り、シールするようにしてもよい。かかる構造によれば、外周部および管壁を構成する接着領域をシールしただけで流路を形成することができる。
【０１１４】
なお、前記実施の形態では、第１および第２のシートは、金属フィルムに保護層とシール層とを配し加熱加圧して一体化して用いる。ここではアルミニウムシートにＰＥＴの保護層を形成してなるものを用いたが、保護層はなくてもよい。また、シール層としてポリエチレンを用いたがこの他ポリプロピレン、ＥＶＡなどの熱可塑性樹脂を用いても良い。またエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いても良い。
【０１１５】
また保護層としてはＰＥＴのほかナイロン（登録商標）など他の保護膜を用いても良い。
さらに前記実施の形態ではアルミニウムを用いているため軽量でかつ展性に富み、加工性が良好であるという特徴を有するが、この他銅などを用いることも可能である。
【０１１６】
また、2枚のシートは同一構造で構成したが、一方、例えば第2のシートを第1のシートよりも剛性が高くなるように構成すれば、剛性が高い方の平板で所望の形状を確保するとともに、他方で、応力を吸収することができ、形状の自由度を保持しつつ、強度的にも高い状態を維持することができる。
【０１１７】
更にまた、前記実施の形態では、第2のシートの表面全体にシール層３ａを形成したが、第１のシートの突出部に対してのみシール層のパターンを形成しておくようにしてもよい。これにより、流路を確実に位置精度よく形成することができる。
【０１１８】
（第５の実施の形態）
次に本発明の第５の実施の形態について説明する。
この例では、図１４に示すように、流路に対応した形状を有するポリプロピレン（ＰＰ）製のスペーサ８を別部品として形成し、実装時に、外装容器となる2枚のシートによって、スペーサ８を挟み、実装するようにしている。本実施の形態では、スペーサの形状により自在に流路を設定することができる。
【０１１９】
本実施の形態の薄型流路形成体は、アルミニウムフィルム１２ｍ、１３ｍからなり、裏面にシール層１２ａ、１３ａを形成した第１および第２のシート１２、１３によって、流路となる溝パターン１４を形成したアルミニウム板からなるスペーサ８を挟み、流路を形成してなるものである。そしてこの流路の開口部１５、１６に、図示しない、流体供給口および流体排出口が、流路形成面と平行な面内に位置するように取付けられる。
【０１２０】
なお、このスペーサはプレス加工（エンボス加工）あるいはエッチング加工によって形成される。エッチング加工によればより高精度の微細パターンを形成することが可能となる。
かかる構成によれば、小型かつ軽量で熱効率の高い冷却装置を提供することができる。
【０１２１】
また、スペーサは、2枚のシートの一方と一体的に形成してもよく、これにより、組み立て時の位置ずれもなく、容易に組み立てを行うことが可能となる。
さらに外装容器を、更に薄く可撓性の高いフィルム材料で構成すれば、形状の自由度は更に増大する。
【０１２２】
なお前記実施の形態では、シール層は、スペーサのパターンと一致するようにスペーサ位置に対応して形成されたパターンとして形成するのが望ましい。これにより不要部に接着剤が付着することもなく、信頼性の高い接続が可能となる。
【０１２３】
（第６の実施の形態）
次に本発明の第６の実施の形態について説明する。
この例では、図１５に示すように、ＡＢＳ樹脂からなるスペーサ１８を別部品で形成し、少なくとも一方の面に凹部１４Ｓをもつように形成された板状体で構成し、実装時に、2枚のシート（第１および第２のシート１２、１３）によって、スペーサ１８を挟み、実装するようにしている。これにより、スペーサの形状により自在に流路を設定することができる。
【０１２４】
なお、このスペーサ１８への凹部１４Ｓの形成は、プレス加工（エンボス加工）でもよく、またハーフエッチングでもよい。
【０１２５】
さらにまた、第1のシートとスペーサ１８との間にも流体を流すように構成しても良い。また、グリースなどの熱伝導性の高い充填剤を充填しておくようにしてもよい。さらには加熱に用いる場合には熱容量の大きい材料を充填しておくようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
以上説明したように、本発明によれば、極めて軽量かつ薄型で低コストの温度制御装置を構成することのできる薄型流路形成体を形成することができるため、小型ビデオカメラ、携帯電話などの携帯用電子機器などにおけるCPUや液晶パネルなどの冷却・加熱などの温度制御装置への使用に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の第1の実施の形態の薄型流路形成体を示す図である。
【図２】同薄型流路形成体の形成に用いられる金型装置を示す図である。
【図３】同薄型流路形成体の組み立て説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の薄型流路形成体を示す図である。
【図５】同薄型流路形成体の形成に用いられる金型装置を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の薄型流路形成体を示す図である。
【図７】同薄型流路形成体の組み立て説明図である。
【図８】同薄型流路形成体に用いられるシートを示す図である。
【図９】同薄型流路形成体に用いられるシートの拡大説明図である。
【図１０】同薄型流路形成体に用いられるシートの製造工程を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態の薄型流路形成体を用いたラップトップ型マイクロコンピュータを示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態の薄型流路形成体を示す図である。
【図１３】同薄型流路形成体の組み立て説明図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態の薄型流路形成体を示す図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態の薄型流路形成体を示す図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  薄型流路形成体
２  第1のシート
３  第2のシート
２ａ、３ａ  シール層
２ｍ  、３ｍ  アルミニウム層
２ｐ、３ｐ  保護層
４  流路
５  流体供給口
６  流体排出口
７  接合部
１０１  下型
１０２  上型
【図１】
2005061690.tif 000006
【図２】
2005061690.tif 000007
【図３】
2005061690.tif 000008
【図４】
2005061690.tif 000009
【図５】
2005061690.tif 000010
【図６】
2005061690.tif 000011
【図７】
2005061690.tif 000012
【図８】
2005061690.tif 000013
【図９】
2005061690.tif 000014
【図１０】
2005061690.tif 000015
【図１１】
2005061690.tif 000016
【図１２】
2005061690.tif 000017
【図１３】
2005061690.tif 000018
【図１４】
2005061690.tif 000019
【図１５】
2005061690.tif 000020